Горячее цинкование металла: технология и метод по гост

Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ 11 Июнь 2019 Технология цинкования металла: обзор современных методов Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • В чем заключается технология горячего цинкования металла
  • Какова технология холодного цинкования металла
  • Как проходит цинкование металла по гальванической технологии

Цинкование относится к анодным покрытиям металла, когда на обрабатываемую поверхность наносится материал, имеющий меньший электродный потенциал.

Этот способ промышленной обработки металлических поверхностей является очень распространенным методом защиты металла от негативного воздействия окружающей среды.

Технология цинкования металла зависит от параметров обрабатываемого изделия и предлагаемых условий эксплуатации. В нашей статье мы подробно разберем все разновидности и особенности этой технологии.

Технология гальванического цинкования металла

Одним из популярных видов цинкования является гальваническое цинкование. Согласно технологии, электрохимический процесс протекает в специальном барабане. В результате получают белое, голубое, радужное или матово белое покрытие толщиной 10–20 мкм. Из-за столь малой величины покрытие используется в основном с декоративной целью.

Достоинствами гальванизации металла можно считать равномерность покрытия, его хорошие декоративные свойства, точность размеров и высокая производительность метода. Среди недостатков выделяются слабые защитные свойства и, соответственно, низкая устойчивость к коррозии, а также высокая вероятность повышения водородной хрупкости металла, обусловленная анодированием.

Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ

Основной сферой применения данного метода является обработка крепежных деталей, стальной сетки и гвоздей с целью защиты от коррозии. Выбор технологии гальванизации объясняется низкой себестоимостью процесса, высокой производительностью агрегатов, выполняющих обработку, и достаточным уровнем защиты крепежа.

Технология электролитического цинкования основывается на электролизе.

Сутью данного химического процесса является погружение стальных деталей в ванну с электролитом и чистым цинком. Затем к стальным деталям и к цинку подводится ток при помощи электродов. Цинк находится в специальных сетчатых секциях в виде шаров, пластин или любой другой формы.

В процессе электролиза происходит растворение цинка (он является анодом). В результате ионы цинка оседают по всей поверхности стальной детали, создавая гальваническое покрытие. Его толщина может варьироваться от 4 до 20 мкм.

Растворение анода в процессе электролиза вызвано пропусканием электротока с катодной плотностью 1-5 А/дм.

Технология гальванического цинкования металла может выполняться тремя способами: щелочным, цианидным и кислотным.

Самой распространенной технологией является цинкование в слабокислых электролитах. При помощи данной технологии достигается хороший внешний вид цинкового покрытия и высокая степень укрываемости. Помимо этого, снижается водородная хрупкость металла. Это касается углеродистых и легированных сталей. Посредством метода гальванизации можно обрабатывать чугунные и стальные изделия сложной формы.

Технология предусматривает предварительную очистку поверхности от смазки, коррозии, окалины. Затем следует процесс нанесения цинкового покрытия.

Для закрепления его осветляют (травят в слабом растворе азотной кислоты) и проводят пассивацию, в результате которой цинковое покрытие становится более стойким к негативному воздействию окружающей среды, также повышаются его декоративные качества (придается блеск и нужный цвет).

Технология горячего цинкования металла

Технология горячего цинкования отличается от других способов обработки металла несомненными достоинствами:

Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ

  • Данная технология позволяет обрабатывать детали из металла очень сложной геометрической формы. Так, широкое распространение получила оцинковка труб.
  • Если произошло механическое повреждение цинкового покрытия, то запускаются процессы самовосстановления. В некоторых случаях постороннее вмешательство даже не потребуется.
  • Технология цинкования металла горячим способом приводит к созданию покрытия, особо устойчивого к воздействию жидкой среды. Если сравнивать этот метод с другими методами оцинковки, то устойчивость покрытия будет выше в 6 раз. Такие свойства позволяют использовать технологию с целью обработки труб и разного рода емкостей.
  • С помощью этой технологии можно избавиться от различных дефектов обрабатываемой поверхности (поры, раковины и пр.).
  • Горячее цинкование позволяет получить детали с надежным покрытием, эксплуатация которых экономически гораздо выгоднее. Такие изделия не надо будет регулярно красить или еще как-то защищать от вредного воздействия окружающей среды. Соответственно, это оптимальная технология для обработки элементов, которые в дальнейшем будут расположены в труднодоступных местах (под землей, в стенах и т. п.).

У этой технологии есть и свои недостатки. Самым весомым из них является то, что можно обработать заготовку только определенного размера, поскольку все зависит от габаритов емкости, куда погружается деталь. В условиях производства есть возможность решать данную проблему за счет использования агрегатов непрерывного горячего цинкования (АНГЦ).

Технология горячего цинкования предполагает два этапа:

  1. Проводится подготовка изделия к обработке.
  2. Изделие окунается в расплавленный цинк, находящийся в специальной емкости, где происходит обволакивание металла цинком.

Технология цинкования металла этим способом полностью регламентируется ГОСТом 9.307-89.

В этом стандарте предписано обязательно уделять внимание подготовке поверхности перед проведением процедуры нанесения цинкового покрытия горячим способом. Предварительная подготовка поверхности должна в себя включать несколько этапов:

  • тщательная механическая обработка;
  • обезжиривание поверхности;
  • промывка после обезжиривания;
  • травление проблемных участков;
  • промывка после травления;
  • флюсование поверхности;
  • окончательная просушка.

Механическая обработка позволяет устранить все следы загрязнений, окисления, ржавчины и шлаков. Согласно ГОСТу, обязательно удаляются все острые кромки и углы механическим способом. С этой целью могут быть применены пескоструйные установки, обычно имеющиеся в арсенале крупного производства.

Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ

Для обезжиривания используют специальные химические реагенты. Перечень подходящих для этих целей средств приведен в соответствующем ГОСТе. После обезжиривания остатки средства удаляют с поверхности изделия путем промывки.

В ГОСТе четко сказано о недопустимости наличия на обрабатываемых изделиях окисленных участков или старого цинкового покрытия. Если таковые все же есть на металлической поверхности, необходимо их обработать методом травления с применением соляной кислоты. Процесс выполняется при комнатной температуре. Концентрация кислоты зависит от степени загрязнения поверхности окислами или коррозией.

После травления также необходимо промыть изделие для удаления остатков химических средств, использовавшихся при очистке.

Технология цинкования металла горячим способом допускает среди подготовительных работ применение флюсования материала.

Эта операция предотвращает окислительные процессы на поверхности и повышает сцепление наносимого покрытия с самим металлом. Для выполнения флюсования необходима температура +60 °С.

Флюс наносится тонким слоем на поверхность детали. Обычно он состоит из хлорида аммония и цинка, смешанных с водой в соотношении 500 г на 1 л.

Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ

Технология цинкования металла предполагает использование специального оборудования, например, линии горячего цинкования или емкости с расплавленным цинком, куда опускают обрабатываемое изделие.

Если используется простой способ и цинк находится в емкостях в расплавленном виде, то необходимо соблюдение определенной температуры для поддержания расплава.

Температура зависит от габаритов обрабатываемого изделия и в среднем находится в диапазоне +420…+455 °С.

При использовании такого простого оборудования для обработки заготовок погружным методом следует соблюдать ряд условий на производственном участке:

  • Должна быть установлена мощная вытяжка для удаления паров, образующихся во время цинкования.
  • Скорость погружения изделия в расплав и длительность выдержки в нем должны регулироваться специальным оборудованием.
  • Важно обеспечить качественное охлаждение обрабатываемого изделия после обработки цинком.

Если обработке горячим способом подвергаются метизы, то операции выполняются в следующей последовательности:

  • Заготовка погружается в цинковый расплав, находящийся в специальной емкости.
  • Выдерживается в емкости на протяжении 4–10 минут.
  • Заготовка извлекается из емкости. Скорость извлечения может оказать влияние на толщину формируемого покрытия.
  • Затем выполняется охлаждение заготовки естественным путем или принудительным способом.

Технология холодного цинкования металла

Метод холодного нанесения цинкового покрытия иногда оказывается более предпочтительным, чем горячего. Основными достоинствами способа холодной защиты металлов можно считать следующие факторы:

  • высокий уровень адгезии покрытия, что позволяет добиваться хорошего сцепления различных лакокрасочных средств с оцинкованной поверхностью;
  • нет жестких требований по геометрической форме изделия, подвергаемого обработке;
  • не требуется серьезных финансовых затрат на проведение предварительной обработки изделия перед оцинковкой;
  • изделия с цинковым покрытием, нанесенным холодным способом, хорошо поддаются сварочным работам;
  • выполнить оцинковку холодным способом можно даже в бытовых условиях, воспользовавшись малярным валиком, кисточкой или распылительным устройством;
  • данный вид работ можно выполнять непосредственно на месте, что позволяет исключить работы по демонтажу конструкций, ее транспортировке на производство и обратно.

Помимо этого, наносить защитный оцинковочный состав холодным способом можно при температуре от -20 до +40 °С.

Конечно, есть и недостатки использования данного метода обработки металлов, основным из которых является слабая стойкость к механическим повреждениям поверхности изделия.

В некоторых случаях подобным минусом можно пренебречь, поскольку всегда есть возможность заново нанести цинковое покрытие на это же изделие.

Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ

Указанная холодная технология цинкования металла выполняется посредством разных антикоррозийных составов. ГОСТ 9.305–84 описывает их структуру и свойства.

В нем приводятся характеристики всех существующих неорганических (неметаллических и металлических) покрытий, наносимых посредством химической и электрохимической обработки металла.

Согласно стандарту, холодные составы для цинкования применяются на любых металлах, за исключением сплавов магния и сталей повышенной прочности.

По технологии холодного цинкования, большое внимание уделяется предварительной обработке металла до момента нанесения защитного состава. Вся работа выполняется в соответствии с ГОСТом, где прописан каждый этап:

  • сначала с металла устраняются любые загрязнения, следы закоксованности и соли путем смыва с поверхности;
  • чтобы придать поверхности определенный уровень шероховатости и устранить окалину и ржавчину, производится очистка гидроабразивным, гидродинамическим или абразивоструйным способом;
  • затем необходимо просушить поверхность, если она подвергалась воздействию воды;
  • финишную очистку делают только ручным способом, механически удаляя заусенцы, варочные брызги, острые кромки и углы;
  • завершается подготовка обеспыливанием поверхности металла, что выполняется при помощи струи воздуха под большим давлением.

Выполнив предварительную очистку и проверив ее качество, начинают наносить специальный состав для холодного цинкования металла. В соответствии с технологией, необходимо соблюдать определенную температуру воздуха.

Для каждого защитного состава она указывается производителем в инструкции. Что касается температуры самого изделия, то поверхность должна быть на 3 градуса теплее точки росы.

В противном случае велика вероятность появления влаги на поверхности, что значительно снизит качество защитного покрытия.

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Читайте также:  Цепная электропила: устройство, какую лучше выбрать

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Экспресс расчет стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа, отправив нам необходимую информацию:

Источник: https://vt-metall.ru/articles/178-texnologiya-cinkovaniya-metalla

Горячее цинкование – самый популярный способ защиты от коррозии

В далеком для нас 1742 году французский химик Малуэн провел опыты по погружению изделий из стали в емкость с цинком, находящимся в расплавленном состоянии. Итогом таких процедур стало появление защитного слоя на поверхности обработанных деталей.

В середине 1830-х годов соотечественник Малуэна Сорель получил патент на использование расплавленного цинка с целью придания стальным конструкциям антикоррозионных свойств. А буквально через 10 лет в немецком городе Золингене начало работать первое предприятие, на котором выполнялось горячее цинкование изделий.

Всемирное признание описываемый способ горячего цинкования металла получил в середине прошлого столетия. Сейчас в сфере защиты металлов от коррозии нет более популярной и востребованной методики.

Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ

Рекомендуем ознакомиться

Изделия, обрабатываемые с ее помощью, могут использоваться практически в любых условиях эксплуатации, исключая лишь сильные кислотные и щелочные среды.

К несомненным преимуществам применения метода горячего цинкования относят:

  • высокий показатель производительности процесса;
  • превосходную стойкость против ржавления обработанных конструкций;
  • большую величину электропроводности цинкового слоя, а также его отличную теплопроводность;
  • простота оборудования для горячего цинкования и легкость реализации технологического процесса;
  • способность получаемого защитного слоя предохранять поверхность изделий от внешних воздействий даже в тех ситуациях, когда покрытие перестает быть сплошным в результате механических повреждений.
  • Отдельно стоит сказать и о том, что горячее цинкование эффективно противодействует процессу охрупчивания (водородного) оцинкованных поверхностей и непосредственно основного металла.
  • Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ
  • Недостатками данной методики антикоррозионной защиты признаются такие факторы:
  • сравнительно большие траты цинка на выполнение операции;
  • определенная неравномерность цинкового слоя;
  • возможность обрабатывать только те детали, чьи геометрические параметры не превышают размеров ванны, в которой производится цинкование;
  • нельзя получить покрытия ультрамалой толщины (менее 2–3 микрон);
  • трудности, возникающие при обработке конструкций, прошедших цинкование по горячей схеме (в частности, они очень плохо поддаются сварке).

В соответствии с ГОСТ 9.307–89 процедура горячего цинкования металлоконструкций, стальных труб и других изделий выполняют в несколько этапов. Сначала производится обезжиривание деталей. С них удаляют любые синтетические составы, а также масло. Причем данная процедура проводится при температуре около +70 °С. После этого деталь промывается, затем выполняется травление.

Под травлением в ГОСТ понимают тщательную очистку (при температуре около +25 градусов) металла от ржавчины и окалины в соляной кислоте. Далее производится еще одна промывка поверхности, цель которой заключается в удалении с изделий кислоты.

А затем осуществляется флюсование, необходимое, во-первых, для финишной очистки, а в-вторых, для того, чтобы на металлической поверхности сформировалась пассивная пленочная защита. Такая пленка позволяет расплавленному цинку более качественно смачивать обрабатываемую конструкцию и не дает развиваться процессам окисления.

Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ

Любая современная линия для осуществления горячего цинкования, кроме того, снабжается отсеком для сушки деталей и их одновременного нагрева до 100 градусов по Цельсию.

Теперь изделие полностью готово к обработке, при которой его опускают в расплавленный цинк (его температура – около +450°), находящийся в керамической ванне (она может изготавливаться и из другого материала, но чаще применяется керамика).

Заметим, что погружение деталей в расплав выполняется в специальном барабане, который вращается и дает возможность цинковой смеси проникать во все трещины и поры металла.

В ванне изделия находятся не более 10 минут (минимальная длительность процедуры составляет 3–4 минуты). За данный период времени на них создается шлаковый слой, который затем удаляют, используя металлический скребок. Оставлять шлак категорически запрещается, так как на обработанных деталях обязательно останутся его частицы.

При извлечении оцинкованных конструкций из расплавленной ванны следует обращать внимание на то, с какой скоростью они вынимаются. Слой цинка на изделиях будет тем тоньше, чем медленнее их достают из ванны.

После извлечения барабан, в которых находятся детали, раскручивают, благодаря чему с изделий убирается лишний цинк.

В тех случаях, когда горячее цинкование производится для антикоррозионной защиты крепежных элементов с внутренней резьбой (в частности для гаек), их резьбу ГОСТ рекомендует проточить.

Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ

Все описанные операции выполняются в автоматическом режиме. Производственная линия специально конструируется по такому принципу, когда от ошибок человека ничего не зависит. Даже низкая квалификация работника не может повлиять на эффективность, которой обладает горячее цинкование.

Добавим, что в составе автоматических линий имеются спецустановки, предназначенные для вытяжки вредных для человека испарений. Такие мощные вентиляционные системы делают метод и технологию горячего цинкования безопасными, удаляя любые потенциально вредные загрязнений и пары соляной кислоты.

Цинковый слой проверяется на прочность сцепления с основным металлом, на толщину, а также выполняют визуальную проверку его качества. Внешние показатели проверяются на всех без исключения изделиях, подвергшихся цинкованию. Визуальный анализ должен проводиться на дистанции не более 25 сантиметров от поверхности деталей при уровне освещенности от 300 люкс и более.

Толщину защитного слоя ГОСТ позволяет изучать по двум методикам:

  1. Металлографическая. В этом случае обследованию под микроскопом металлографической группы подвергается слой на вырезанном из оцинкованной детали поперечном шлифе. Всего делается 3 и более замеров на разных участках образца. Затем из них высчитывают среднее арифметическое.
  2. Магнитная. При такой методике применяются толщинометры, которые определяют при помощи изменений величин сопротивления (магнитного) реальную толщину защитного цинкового слоя. В общей сложности на образце проводится не менее пяти замеров сопротивления.

Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ

Толщину покрытия проверяют до того, как на конструкции были нанесены составы для консервации, выполнено хроматирование либо иные варианты специальной обработки. Если контролируется качество цинкового слоя на крепежных элементах, замеры производятся на их торцах и головках.

Прочность сцепления защитного слоя и основного металла контролируется по ГОСТ следующими способами:

  • Крацевание. Латунными либо металлическими щетками, вращающимися на скорости 1500–2800 оборотов в минуту, крацуют исследуемую поверхность (операция длится не менее 15–20 секунд). Затем проверяют изделие на наличие на нем явлений отслаивания или вздутия.
  • Нанесение царапин. Острием твердого стального приспособления под 30-градусным углом наносят на поверхность изделия от 4 до 6 линий параллельно друг другу, а затем еще столько же линий перпендикулярно предыдущим. В тех случаях, когда в проверяемой зоне покрытие не отслаивается, его качество признается удовлетворительным.
  • Удар молотком поворотной конструкции. Вес такого приспособления согласно ГОСТ должен равняться 212,5 граммам. Его монтируют над обезжиренной и очищенной от пыли поверхности детали, а затем вертикально опускают на нее (процедура выполняется дважды).
  • Нагрев. Горячеоцинкованные изделия нагревают до 180–200 градусов и выдерживают на протяжении 60 минут при такой температуре, после чего выносят на воздух и охлаждают. На качественных покрытиях после подобной проверке не должно образовываться отслаиваний и вздутий.

Горячее цинкование металла: технология и метод по ГОСТ

Напоследок добавим, что описанное цинкование по ГОСТ выполняется в ваннах, в которых цинк имеет массовую часть не меньше 98 процентов. А химсостав расплава для обработки должен соответствовать требованиям Государственных стандартов 19251 (1–5).

Источник: http://tutmet.ru/gorjachee-cinkovanie-metallokonstrukcij-oborudovanie-gost-tehnologija.html

Горячее цинкование металла: технология, оборудование, ГОСТ

Горячее цинкование – это метод покрытия поверхности металлического изделия слоем цинка, уступающий по своей популярности только гальванической технологии оцинковки. Между тем по стоимости выполнения, а также по долговечности формируемых цинковых покрытий данный способ превосходит электрохимическое цинкование.

Результаты испытаний болтов с различной оцинковкой в растворе соляной кислоты

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к горячим цинковым покрытиям можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже. ГОСТ 9.307-89 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия цинковые горячие. Общие требования и методы контроля Скачать

Зачем металлические изделия подвергают цинкованию

Цинкование предполагает, что на поверхность металлического изделия наносится слой цинка, толщина которого может находиться в интервале 40–65 мкм. За счет такого покрытия обеспечивается не только барьерная, но и электрохимическая защита металла от коррозии. Оцинкование, которое можно выполнять по разным технологиям, используется преимущественно по отношению к стали.

Горячее цинкование металла, если сравнивать его с другими технологиями, отличается оптимальным сочетанием доступной стоимости технологического процесса с высокими защитными свойствами получаемого цинкового слоя. Нанесенное методом горячего цинкования покрытие даже при эксплуатации изделия в самых неблагоприятных условиях способно прослужить не менее 65–70 лет, полностью сохранив свои защитные свойства.

Положение цинка в электрохимическом ряду металлов

Преимущества метода

Горячее цинкование металлоконструкций при сравнении с другими технологиями имеет ряд весомых преимуществ.

  • Подвергаться обработке по данной технологии могут даже детали, отличающиеся высокой сложностью геометрической формы. В частности, такую технологию активно используют для обработки труб.
  • Поврежденные в результате механического воздействия участки цинкового покрытия могут самовосстанавливаться, причем происходить это может без постороннего вмешательства.
  • По сравнению с другими способами оцинковки, метод горячего цинкования позволяет сформировать покрытие, устойчивость которого при взаимодействии с жидкими средами выше в 6 раз. Именно по этой причине такую технологию и применяют для обработки труб и различных емкостей.
  • Горячая оцинковка позволяет эффективно устранять многие дефекты обрабатываемой поверхности, такие как раковины, поры и др.
  • Эксплуатация труб и других метизов, которые покрыты цинком по данной технологии, требует минимальных финансовых затрат. Их поверхности, в частности, не требуют регулярной окраски, так как уже надежно защищены от воздействия негативных факторов внешней среды. Это очень актуально для труб, которые эксплуатируются в труднодоступных местах (в стенах, под землей и т.д.).

Сравнение стоимости и работоспособности горячеоцинкованной стали с другими методами защиты

Как выполняется горячее цинкование

Выделяют два этапа горячего цинкования:

  1. Обрабатываемую поверхность тщательно подготавливают к процедуре.
  2. Изделие погружают в емкость с расплавленным цинком, в результате чего оно буквально обволакивается данным металлом.
Читайте также:  Настольный сверлильный станок jet jdp 8l паспорт

Все нюансы выполнения такой технологической операции регламентирует ГОСТ 9.307-89.

Технологический цикл цинкования

Технология горячего цинкования требует тщательного подхода к выполнению всех ее этапов. Чтобы понять их суть и назначение, каждый из них стоит рассмотреть подробнее.

Подготовка металлического изделия к процедуре

ГОСТ указывает, что поверхность, которую необходимо подвергнуть горячему цинкованию, должна быть тщательно подготовлена. Такая подготовка состоит из нескольких процедур:

  • механической обработки;
  • обезжиривания;
  • промывки;
  • травления;
  • промывки после травления;
  • флюсования;
  • просушки.

При помощи механической обработки с поверхности удаляются загрязнения, продукты окисления, следы ржавчины, а также шлаковые включения. ГОСТ также предписывает, что острые углы и кромки, имеющиеся на изделии, должны быть скруглены, что также решается на этапе механической обработки. Для выполнения механической обработки в производственных условиях используются пескоструйные установки.

Обезжиривание металлоизделий в растворе ортофосфорной кислоты

Обезжиривание, которое выполняется при температуре около 75°, необходимо выполнять перед горячим цинкованием для того, чтобы улучшить адгезию формируемого защитного слоя с цинкуемым изделием. Присутствие на обрабатываемой поверхности жировых и масляных пятен может привести к тому, что на таких участках цинковое покрытие будет иметь неравномерную толщину или даже отслаиваться.

Выполняют обезжиривание при помощи специальных химических реагентов, список которых приводит соответствующий ГОСТ. Их остатки впоследствии должны быть полностью удалены с поверхности изделия, для чего его подвергают промывке.

Промывочные емкости для длинномерных изделий

ГОСТ также указывает, что на трубах или других изделиях, подвергаемых горячему цинкованию, не должно быть окисленных участков, а также старого цинкового покрытия, если оно наносилось ранее.

Для того чтобы выполнить эти требования, обрабатываемую поверхность подвергают травлению. С этой целью обычно используется раствор соляной кислоты.

Выполняют такую процедуру при комнатной температуре (22–24°), а концентрацию раствора кислоты выбирают в зависимости от того, насколько сильно поверхность загрязнена окислами и следами коррозии.

Как правило, для выполнения травления используют растворы, в которых содержится 140–200 граммов кислоты на 1 литр. При выполнении травления раствор кислоты может сильно повредить обрабатываемую поверхность.

Чтобы такого не происходило, а также чтобы минимизировать выделение водорода из травильного раствора, в него вводят специальные вещества, которые называются ингибиторами.

Как и после обезжиривания, после травления изделие необходимо тщательно промыть, чтобы удалить остатки использованных химических веществ.

Подготовленные к оцинковке изделия

Флюсование перед горячим цинкованием, технология которого предусматривает тщательную подготовку обрабатываемой детали, позволяет решить сразу две важных задачи: предотвратить процесс окисления и улучшить адгезию наносимого покрытия с основным металлом.

В процессе флюсования, выполняемого при температуре 60°, на обрабатываемую поверхность наносится тонкий слой флюса, содержащегося в специальном растворе. В качестве флюса, как правило, используются хлориды аммония и цинка.

Их смешивают с водой в соотношении 500 граммов на литр, чтобы приготовить раствор для флюсования. При выполнении флюсования очень важно следить за такими параметрами используемого раствора, как содержание железа, плотность и кислотность.

Если концентрация железа в растворе превышена, в него вводят перекись водорода, которая способствует образованию солей железа, выпадающих в осадок.

Любой цех горячего цинкования в обязательном порядке должен быть оснащен термическими печами, в которых обрабатываемое изделие просушивают после выполнения флюсования.

Такая термическая обработка позволяет не только удалить остатки жидкости, которая ухудшает качество готового цинкового покрытия, но и нагреть деталь до температуры 100°, что дает возможность снизить затраты на осуществление основной технологической операции.

Как осуществляется технологический процесс

Сам процесс нанесения защитного цинкового слоя, для чего может использоваться линия горячего цинкования или более простое оборудование, заключается в погружении детали в емкость с расплавленным цинком.

Температура, при которой цинковый расплав находится в таких емкостях, выбирается в зависимости от ряда факторов, к числу которых относятся и геометрические параметры обрабатываемого изделия.

В среднем значение такой температуры находится в интервале 420–455°.

Если в качестве оборудования применяется не агрегат для непрерывного горячего цинкования (АНГЦ), а более простые технические устройства, необходимо обеспечить выполнение следующих условий на производственном участке.

  • Обязательно наличие мощной вытяжки, которая удалит из воздуха пары, интенсивно образующиеся при цинковании.
  • Оборудование для горячего цинкования должно обеспечивать строгое соблюдение скорости погружения изделия в расплав, а также времени его выдержки в нем.
  • Обработанная деталь после извлечения из емкости с цинком должна качественно охлаждаться.

Ванна для цинкования может достигать в длину 14 и более метров

Горячее цинкование метизов выполняется в следующей последовательности:

  1. Погружение изделия в емкость с расплавленным цинком.
  2. Выдержка, время которой может составлять от 4 до 10 минут.
  3. Извлечение обрабатываемой детали из емкости с расплавом, от скорости выполнения которого во многом зависит толщина формируемого покрытия.
  4. Охлаждение, которое может выполняться принудительно или протекать естественным путем.

Данная технология, преимущества использования которой были отмечены выше, отличается и относительно невысокой сложностью. Для осуществления такой процедуры нет необходимости готовить сложные электролитические растворы, чем на производственных предприятиях занимается гальваник.

Однако не лишена такая технология и недостатков, наиболее значимый из которых заключается в том, что размеры деталей, на которые наносится защитное покрытие, ограничены размерами емкости, содержащей расплавленный цинк. На крупных производственных предприятиях задача обработки габаритных изделий решается за счет применения агрегатов непрерывного горячего цинкования (АНГЦ).

Источник: http://met-all.org/obrabotka/prochie/goryachee-tsinkovanie-metallokonstruktsij-tehnologiya-gost.html

Горячее цинкование металла

Самое большое разрушающее воздействие на стальные и железные предметы оказывается коррозия. В результате окисления металла при воздействии с окружающей средой происходит его разрушение и рабочее изделие или конструкцию необходимо заменять. Поэтому горячее цинкование является надежной защитой стальной или железной поверхности и очень актуально на сегодняшний день.

Для решения этой проблемы разработаны и применяются различные технологии. Все они основаны на создании защитного слоя на поверхности металла. Однако большая часть из них недолговечна и требует периодического восстановления, а другие способы очень дороги или слишком сложные в выполнении.

Как показал практический опыт, наиболее оптимальным материалом для защиты стальных изделий является расплавленный цинк, который покрывает поверхность ровным тонким слоем при контакте с железом. Этот способ создания защитного покрытия называют горячее цинкование.

На открытом воздухе чистый цинк вступает в химическую реакцию окисления с атмосферным кислородом, создавая на поверхности оксидную пленку ZnO, которая способна замедлить коррозию. Однако на этом химические реакции не останавливаются. Наличие в воздухе диоксида углерода CO2 преобразует состав поверхностной пленки карбоната цинка ZnCO2, который полностью прекращает все коррозионные процессы.

Обоснование применения защитных цинковых покрытий

Для стальных конструкций, изделий и материалов горячее цинкование признано, как технология имеющая наилучшее соотношение между производственными затратами и уровнем надежности защитного покрытия. Толщина слоя цинка может быть в пределах 30-100 мкм (в большинстве случаев 40-60 мкм).

Продолжительный практический опыт эксплуатации оцинкованных изделий показал, что горячее цинкование может обеспечить защиту от коррозии:

  • в агрессивных условиях промышленной эксплуатации до 55 лет;
  • в жарких и влажных тропиках до 70 лет;
  • в обычных условиях на открытом воздухе до 85 лет.

В нашей стране контроль и требования к защите от коррозии методом нанесения цинковых покрытий определяются ГОСТ 9.307-89.

Технология горячего цинкования

Технологический процесс нанесения защитного цинкового покрытия состоит из нескольких последовательных этапов, происходящих в режиме конвейера, в числе которых:

  1. обезжиривание;
  2. травление металла;
  3. промывка;
  4. флюсование;
  5. сушка и нагрев стальных изделий;
  6. горячее цинкование;
  7. охлаждение обработанных материалов.

Перед загрузкой стальных изделий и материалов должен быть произведен их осмотр и при необходимости механическая, пескоструйная или другая очистка от сильных загрязнений.

Обезжиривание

Эта операция при выполнении цинкования необходима для удаления остатков смазки и масел с поверхности обрабатываемых заготовок. Ее производят путем погружения деталей в специальный обезжиривающий раствор, нагретый до 70-80°C.

Такой температурный режим позволяет полностью удалить жировые остатки и избежать в дальнейшем пропусков слоя и возможного расслоения оцинковки. После этого под сильными струями воды смывают остатки образовавшейся при обезжиривании пены.

Травление

Процесс травления направлен на очистку поверхности заготовок от остаточной окалины после термической обработки, ржавчины и оксидных пленок.

Обработка производится раствором соляной кислоты с концентрацией не более 200 г/литр, подогретым до 25°C.

Кислота хорошо растворяет хлориды железа, а расчетная концентрация обеспечивает сохранение для горячего цинкования чистого металла без повреждений.

Для удаления окислов и гидроксилов используют специальные ингибиторы, которые так же не оказывают химического воздействия на сталь и железо. Контроль концентрации растворов и применение правильно подобранных соотношений позволяют получить идеально чистую поверхность.

Промывка

После проведения травления необходимо тщательно удалить все остатки химически активных веществ. Для этого детали несколько раз погружают в последовательно установленные ванны и обрабатывают сильными струями воды.

Флюсование

Нанесение флюса завершает этапы предварительной подготовки поверхности перед горячим цинкованием. При этом происходит покрытие деталей сплошным слоем пленки, который предотвращает возможность дальнейшего окисления стали и обеспечивает хорошую смачиваемость поверхности расплавленным цинком.

Флюс представляет собой концентрированный до 500 г/литр раствор хлорида цинка и хлорида аммония, нагретый до 60°C. Для обеспечения гарантии качества покрытия ведется постоянный контроль плотности флюса, щелочности и содержания солей железа.

В случае изменения химического состава флюса его восстанавливают перекисью водорода, которая активно осаждает образующиеся при обработке соли.

Сушка и предварительный нагрев

На этом этапе путем постепенного нагрева обрабатываемых деталей и материалов до 100°C удаляется остаточная влага, которая может оставаться на поверхности, особенно у деталей сложной пространственной формы.

Остатки воды при погружении в ванну с расплавленным цинком могут привести к его разбрызгиванию паром, деформации деталей и нарушению целостности покрытия.

Кроме этого предварительный нагрев позволяет печам цинкования более экономно расходовать энергию, способствуя снижению общей себестоимости процесса.

Продолжительность сушки обычно превышает время погружения заготовок в расплавленный цинк, поэтому на линии обработки устанавливают несколько сушильных камер. И материал к ваннам подается из расчета полной загрузки.

Горячее цинкование

Качественное выполнение завершающего этапа обработки определяется:

  • соответствием марки стали;
  • качеством и чистотой цинка;
  • соблюдением температурного режима цинкового расплава;
  • временем, затраченным на погружение в цинк и обратное поднятие деталей;
Читайте также:  Кинетическая энергия пружины: формула и определение

Температура плавления цинка без примесей равна 419°C. В зависимости от марки покрываемой стали температура расплава горячем цинковании может находиться в пределах от 440°C до 460°C. При погружении детали в цинк происходит ее резкий нагрев, растворение пленки флюса и сплошное смачивание поверхности.

Очень важным технологическим моментом цинкования является скорость погружения деталей в расплавленный металл. При слишком малой скорости сталь нагреется до окончания процесса, и слой флюса выгорит еще до начала горячего цинкования. В случает быстрого погружения флюс не успевает расплавиться. В обоих случаях будет нарушена целостность сплошного покрытия и брак в работе.

Длительность погружения определяется инженером технологом и может составлять от 3 до 10 минут. От этого параметра зависит толщина защитного покрытия и его надежное сцепление с базовым металлом. Продолжительность выдержки определяется в зависимости от уровня требований к оцинковке, марки стали, геометрической конфигурации заготовок и некоторых других факторов.

После горячего цинкования в расплаве детали подаются для охлаждения на открытый воздух, а потом перевозятся для проверки качества выполненной обработки.

Процесс нанесения защитных цинковых покрытий требует организации довольно сложного промышленного производства. Это увеличивает стоимость готовой продукции, но можно с уверенностью сказать, что дополнительные затраты полностью окупаются за счет увеличения сроков службы деталей, конструкций и материалов.

Источник: https://prompriem.ru/metalloobrabotka/goryachee-cinkovanie.html

Технология горячего цинкования металла — метод покрытия оцинковкой металлоконструкций | ЗКМК Москва, Нижний Новгород

Как мы делаем горячее цинкование металла на Заводе Кабельных Металлических Конструкций – вся технология пошагово.

Осматриваем и готовим кабельные лотки, кронштейны и аксессуары к горячему цинкованию. Проверяем качество сварных швов, наличие и качество технологических отверстий и марку стали.

Затем очищаем грязь с поверхности изделий – следы маркера, масляные пятна, остатки смазки.

Подготовка важна, потому что устраняет недостатки поверхности. Это нужно, чтобы сразу оцинковать всю деталь и не оставить неподготовленные участки без покрытия.

Далее вешаем кабельные лотки на траверсу, по технологическим картам для каждого типа изделий и переходим к химической подготовке.

Поэтапно технология:

1. Обезжиривание

Обезжириваем заготовки в растворе из фосфорной кислоты с добавками ПАВ (Soprin).

При обезжиривании с поверхности металлоизделий удаляются жировые пятна, масла и синтетические загрязнения, замедляющие и ухудшающие травление, снижающие адгезию цинка и железа.

Следующим этапом промываем изделия в воде – смываем фосфорную кислоту.

3. Травление

Травим в 15% растворе соляной кислоты. Важный момент подготовки поверхности перед оцинковкой. При травлении удаляем ржавчину и окалину – химически активируем поверхность стали без повреждения.

Следующим этапом смываем твердые частицы металла с поверхности изделий. Предотвращаем перенос раствора соляной кислоты в ванну флюсования.

При флюсовании наносим защитный слой на поверхность кабельного лотка. Слой не дает образовываться окисным пленкам, что улучшает сцепление цинкового расплава с поверхностью изделия.

6. Сушка и нагрев

Сушим и греем продукцию до температуры 120 градусов Цельсия. В этот момент с поверхности удаляется влага и таким образом изделия готовы к горячему цинкованию.

Горячее цинкование – главный этап технологического процесса. Погружаем металлоконструкции в ванну с расплавленным цинком. При химической реакции на поверхности изделий образуется сплав железа и цинка. Температура расплава цинка в ванне – 450 градусов.

Выдерживаем лотки в расплавленном цинке от 4 до 10 минут. Время выдержки зависит от марки стали и толщины продукции.

В ЗКМК мы используем ванны длиной 13 метров и глубиной в 3.3 метра. Этого достаточно, чтобы цинковать кабельные лотки, профиля, эстакады до 12.5 метров.

Далее вынимаем продукцию из ванны цинкования и погружаем в ванну с водой. Так охлаждаем кабельные лотки и формируем внешний вид покрытия.

При необходимости можем дополнительно выполнить пассивацию изделий. При пассивации на поверхности металла формируются тонкие оксидные или солевые пленки, которые защищают от внешней коррозии. Это не дает металлу контактировать с кислородом и агрессивными средами.

В ЗКМК мы обязательно завершаем технологический процесс контролем качества цинкового покрытия визуальным и приборным методами. Работаем по ГОСТ 9 307 89. Норма толщины цинка должна быть в пределах от 40 до 200 микрон.

После контроля качества в ОТК отправляем металлоконструкции на склад готовой продукции ЗКМК. Далее упаковываем и формируем партии, и грузим на железнодорожные платформы или автотранспорт для отправки заказчику. 

Источник: https://zavod-kmk.ru/info/tekhnologiya-goryachego-cinkovaniya-metalla

Технология горячего цинкования

Для обеспечения перемещения изделий при горячем цинковании они должны быть закреплены на специальных траверсах.

Перед горячим цинкованием изделия подвергаются химической обработке, т.к. поверхности изделий, предназначенных для горячего цинкования, должны быть чистыми.

Стадии процесса:

Обезжиривание: перед травлением металлов (удаление окисей химическим способом, без которого невозможно цинкование) необходимо удалить маслянистые и смазочные вещества с их поверхности.

Таким образом, цель обезжиривания – удаление с поверхности маслянистых и/или смазочных веществ с использованием кислотных растворов.

Травление: необходимо для удаления оксидов железа с поверхности материалов. Для травления используют кислоту с ингибитором коррозии, который необходим для остановки продолжения эффекта травления металла после удаления окиси.

Промывка: для полного удаления кислотного раствора после травления производится промывка изделий в ванной с водой.

Флюсование: производится в горячем жидком растворе хлористого цинка/аммония с целью подготовки поверхности металла для правильной «реакции» с расплавленным цинком и для предотвращения образования окиси при последующем процессе сушки.

Сушка: изделия помещают в камеру сушки, где циркулирует горячий воздух при температуре около 100° C. Таким образом, материал сушится и нагревается, что позволяет снизить термошок от высоких температур горячего цинкования.

Цинкование: производится погружением в цинк, содержание чистого цинка не менее 98,5 %, при температуре около 450° C. При горячем цинковании допускаются добавки алюминия или иных элементов в соответствии со спецификой требований цинкования.

Охлаждение: производится погружением в горячую воду только изделий такой конструкции, которые не деформируются и не разрушатся.

Пассивация: после горячего цинкования материал может быть обработан раствором из несодержащих хром органических солей, который предотвращает образование белой окиси, т.е. того налета оксидированного цинка, который образуется в результате хранения изделий во влажных и непроветриваемых помещениях.

Пассивация производится путем погружения конструкций  в специальный раствор и сушится при температуре 70°C перед его упаковкой.
 

Проверка: два свойства покрытия после горячего цинкования, которые тщательно рассматриваются после процесса цинкования, — толщина покрытия и внешний вид покрытия.

Различные простые физические и лабораторные тесты выполняются для определения толщины, однородности, уровня прилипания и внешнего вида.

В конструкциях изделий, подлежащих горячему цинкованию, не должно быть карманов, закрытых полостей и воздушных мешков; все полости должны быть доступны для беспрепятственного поступления и выхода из них жидкостей, расплавленного цинка и газов.
Полые изделия и изделия сложной формы подвергают пробному горячему цинкованию.

Не допускается во избежание взрыва наносить покрытия на изделия, имеющие закрытые полости.
Сварку элементов конструкций следует производить встык, либо двухсторонними швами, либо односторонним швом с подваркой.
Не допускается цинковать изделия со сварными соединениями внахлест.

Требования к поверхности основного металла:

  • на поверхности основного металла не допускается: закатанная окалина, заусеница, поры, включения, сварочные шлаки, остатки формовочной массы, графита, смазки, металлической стружки, маркировочной краски;
  • на поверхности литых изделий не должно быть пор и усадочных раковин;
  • сварочные швы должны быть равномерными, плотными и сплошными по всей длине;
  • острые углы и кромки изделий, за исключением  технически обоснованных случаев, должны быть скруглены радиусом не менее 0,3 мм;
  • поверхность изделий, подлежащих горячему цинкованию, должна быть очищена обезжириванием, последующим травлением, затем зафлюсована;
  • степень очистки поверхности от окалины и продуктов коррозии — 1 по ГОСТ 9.402-80.

Для наилучшего покрытия методом горячего цинкования используются заготовки из низкоуглеродистой стали ГОСТ 380-94, 1050-88, 27772-88. Сталь должна содержать кремния < 0,37% (предпочтительно < 0,25%); углерода < 0,25%. Желательно использовать сталь одной марки для получения лучшего внешнего вида. Цинкование конструкций из легированных сталей не допускается. Зависимость внешнего вида цинкового покрытия от химического состава стали приведена в таблице:

Источник: https://polygonal.com.ua/ru/tehnologiya_goryachego_tsinkovaniya.php

Методы цинкования металла — горячий, термодиффузионный, гальванический. Краткий обзор | Машкрепеж

Наиболее эффективные методы защиты метизов и крепежа получают при нанесении на их поверхность покрытий по технологиям горячего, термодиффузионного, гальванического, газо-термического и холодного цинкования.

Каждая из них обладает преимуществами по отношению к другим методам при использовании изделий и конструкций в определенных условиях воздействия осадков, ветра, жаркого или холодного климата. Перечень основных, подтвердивших свое качество, прочность и надежность, различных технологий приведен ниже.

Горячее цинкование

Крепежные изделия, метизы и металлоконструкции после их тщательной подготовки к покрытию, включающей очистку, обезжиривание, травление, промывку и флюсование, помещают в глубокую ванну с расплавленным при температуре 450° С чистым цинком.

Время опускания, выдержки в растворе и скорость подъема покрытых изделий строго регламентируются, т. к. от них зависит прочность и толщина покрывного слоя, значения которого находятся в пределах 40-200 мкм. После просушки на открытом воздухе изделия готовы к эксплуатации.

Такая технология отлично подходит для конструкций мостов, дорожных ограждений, опор линий электропередач, строительных лесов и комплектов крепежных изделий для них.

Термодиффузионное цинкование

По этой технологии получают устойчивый к отслаиванию и скалыванию при воздействии деформаций и механических повреждений слой цинкового покрытия матово-серого цвета толщиной 6 до 100 мкм.

Предварительно подготовленные к процессу крепежные и металлические изделия помещают в нагретую до температуры 290-390 градусов печь в плотно закрытом, содержащем смесь защитного вещества контейнере, который в течение нескольких часов медленно вращают, подвергая метизы термодиффузионной обработке.

Изделия с таким видом покрытия применяют в оборудовании, агрегатах и конструкциях, эксплуатируемых при температурах не более 370 градусов.

Гальваническое цинкование

Изделия с тонким, прочным и гладким защитным и декоративно-защитным слоем покрытия толщиной 4-20 мкм получают по гальванической технологии цинкования.

Основной процесс нанесения покрытия происходит при прохождении электрического тока заданной плотности в растворе электролита от анода к катоду, которым является покрываемое изделие.

Этот метод используют для покрытия проволоки, болтов, гаек, шайб, саморезов, шурупов и других метизов.

Источник: https://www.rusbolt.ru/articles/11357/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector